11微波技術(shù)復(fù)習(xí)(答案史密斯圓圖版)(已修改)
2025-07-01 06:58 本頁面
【正文】 微波技術(shù)與天線復(fù)習(xí)提綱（2011級(jí)） 一、思考題 1. 什么是微波？微波有什么特點(diǎn)？ 答：微波是電磁波譜中介于超短波與紅外線之間的波段，頻率范圍從300MHZ到3000GHZ，；微波的特點(diǎn)：似光性、穿透性、寬頻帶特性、熱效應(yīng)特性、散射特性、抗低頻干擾特性、視距傳播性、分布參數(shù)的不確定性、電磁兼容和電磁環(huán)境污染。2. 試解釋一下長線的物理概念，說明以長線為基礎(chǔ)的傳輸線理論的主要物理現(xiàn)象有哪些？一般是采用哪些物理量來描述？ 答：長線是指傳輸線的幾何長度與工作波長相比擬的的傳輸線；以長線為基礎(chǔ)的物理現(xiàn)象：傳輸線的反射和衰落；主要描述的物理量有：輸入阻抗、反射系數(shù)、傳輸系數(shù)和駐波系數(shù)。3. 均勻傳輸線如何建立等效電路，等效電路中各個(gè)等效元件如何定義？ 4. 均勻傳輸線方程通解的含義 5. 如何求得傳輸線方程的解？ 6. 試解釋傳輸線的工作特性參數(shù)（特性阻抗、傳播常數(shù)、相速和波長） 答：傳輸線的工作特性參數(shù)主要有特征阻抗Z0，傳輸常數(shù)，相速及波長。1) 特征阻抗即傳輸線上入射波電壓與入射波電流的比值或反射波電壓與反射波電流比值的負(fù)值，其表達(dá)式為,它僅由自身的分布參數(shù)決定而與負(fù)載及信號(hào)源無關(guān)；2） 傳輸常數(shù)是描述傳輸線上導(dǎo)行波的衰減和相移的參數(shù)，其中，和分別稱為衰減常數(shù)和相移常數(shù)，其一般的表達(dá)式為。3) 傳輸線上電壓、電流入射波（或反射波）的等相位面沿傳播方向傳播的速度稱為相速，即；4）傳輸線上電磁波的波長與自由空間波長的關(guān)系。7. 傳輸線狀態(tài)參量輸入阻抗、反射系數(shù)、駐波比是如何定義的，有何特點(diǎn)，并分析三者之間的關(guān)系 答：輸入阻抗：傳輸線上任一點(diǎn)的阻抗Zin定義為該點(diǎn)的電壓和電流之比，與導(dǎo)波系統(tǒng)的狀態(tài)特性無關(guān)，反射系數(shù)：傳輸線上任意一點(diǎn)反射波電壓與入射波電壓的比值稱為傳輸線在該點(diǎn)的反射系數(shù)，對(duì)于無耗傳輸線，它的表達(dá)式為駐波比：傳輸線上波腹點(diǎn)電壓振幅與波節(jié)點(diǎn)電壓振幅的比值為電壓駐波比，也稱為駐波系數(shù)。反射系數(shù)與輸入阻抗的關(guān)系：當(dāng)傳輸線的特性阻抗一定時(shí)，輸入阻抗與反射系數(shù)一一對(duì)應(yīng)，因此，輸入阻抗可通過反射系數(shù)的測量來確定；當(dāng)時(shí)，=0，此時(shí)傳輸線上任一點(diǎn)的反射系數(shù)都等于0，稱之為負(fù)載匹配。駐波比與反射系數(shù)的關(guān)系：，駐波比的取值范圍是；當(dāng)傳輸線上無反射時(shí)，駐波比為1，當(dāng)傳輸線全反射時(shí)，駐波比趨于無窮大。顯然，駐波比反映了傳輸線上駐波的程度，即駐波比越大，傳輸線的駐波就越嚴(yán)重。8. 均勻傳輸線輸入阻抗的特性，與哪些參數(shù)有關(guān)？ 特性：①/2重復(fù)性②阻抗變換特性均勻無耗傳輸線上任意一點(diǎn)的輸入阻抗與觀察點(diǎn)的位置、傳輸線的特性阻抗、終端負(fù)載阻抗及工作頻率有關(guān)，且一般為復(fù)數(shù)，故不宜直接測量。9. 均勻傳輸線反射系數(shù)的特性 對(duì)均勻無耗傳輸線來說，任意點(diǎn)反射系數(shù)大小均相等，沿線只有相位按周期變化，其周期為，即反射系數(shù)也具有重復(fù)性。10. 簡述傳輸線的行波狀態(tài)，駐波狀態(tài)和行駐波狀態(tài)。 行波狀態(tài)：行波狀態(tài)就是無反射的傳輸狀態(tài)，此時(shí)反射系數(shù)=0，而負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗，即Zl=Z0。駐波狀態(tài)：駐波狀態(tài)就是全反射狀態(tài)，也即終端反射系數(shù)||=1。=||=1行駐波狀態(tài)：當(dāng)微波傳輸線終端接任意復(fù)數(shù)阻抗負(fù)載時(shí)，由信號(hào)源入射的電磁波功率一部分被終端負(fù)載吸收，另一部分則被反射，因此傳輸線上既有行波也有純駐波，構(gòu)成混合波狀態(tài)，故稱之為行駐波狀態(tài)。 11. 什么是行波狀態(tài)，行波狀態(tài)的特點(diǎn) 行波狀態(tài)：行波狀態(tài)就是無反射的傳輸狀態(tài)，此時(shí)反射系數(shù)=0，而負(fù)載阻抗等于傳輸線的特性阻抗，即Zl=Z0。無耗傳輸線的行波狀態(tài)有以下特點(diǎn)：①沿線電壓和電流振幅不變，駐波比=1。②電壓和電流在任意點(diǎn)上都同相。③傳輸線上各點(diǎn)阻抗均等于傳輸線特性阻抗。12. 什么是駐波狀態(tài)，駐波狀態(tài)的特性 駐波狀態(tài)就是全反射狀態(tài)，也即終端反射系數(shù)||=1。=||=1。特性：（1）產(chǎn)生全反射，沿線電壓和電流的幅值隨位置變化，具有波節(jié)點(diǎn)（零值點(diǎn)）和波腹點(diǎn)（入射波的兩倍）：短路線終端為電壓波節(jié)點(diǎn)、電流波腹點(diǎn)；開路線終端為電壓波腹點(diǎn)、電流波節(jié)點(diǎn)；端接純感（容）抗的無耗線，向源方向第一個(gè)出現(xiàn)的是電壓波腹（節(jié)）點(diǎn)；（2）沿線各點(diǎn)的電壓和電流在時(shí)間和距離位置上都有π/2的相位差，因此在駐波狀態(tài)下，線上既無能量損耗，也不傳輸能量；（3）線上波節(jié)點(diǎn)兩側(cè)沿線各點(diǎn)電壓（或電流）反相，相鄰兩波節(jié)點(diǎn)之間各點(diǎn)電壓（或電流）同相；（4）沿線各點(diǎn)的輸入阻抗為純電抗。13. 分析無耗傳輸線呈純駐波狀態(tài)時(shí)終端可接哪幾種負(fù)載，各自對(duì)應(yīng)的電壓電流分布 終端負(fù)載為短路、開路或純阻抗三種情況之一。（1） 終端負(fù)載短路時(shí)，z=(2n+1)λ/4(n=0,1,2,…)處為電壓波腹點(diǎn)。（2） 終端負(fù)載開路時(shí)，z=nλ/2(n=0,1,2,…)處為電壓波腹點(diǎn)。終端負(fù)載為純電感jXL時(shí)，處為波腹點(diǎn)；終端負(fù)載為純電容jXC時(shí)，處為
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